可以和水蒸气反应的金属大多是化学性质比较活泼的金属,常温下很多金属和纯水反应很慢甚至不反应,但是高温水蒸气可以提供足够能量,打破金属表面稳定的氧化膜,发生氧化还原反应,生成金属氧化物或者氢氧化物,同时释放出氢气。金属的活泼程度决定反应条件和剧烈程度,越活泼的金属,和水蒸气反应所需要的温度越低,反应也越剧烈。部分金属常温遇水就反应,高温水蒸气下反应会更加迅猛,还有一些金属常温不和水反应,只有在高温水蒸气环境下才能发生反应。我们可以按照活泼程度划分金属种类,了解对应的反应条件和产物,同时区分金属和冷水热水水蒸气三者反应的差别,就能清楚掌握可以和水蒸气反应的金属。
第一类 常温就能和水反应,高温水蒸气反应更剧烈的金属
1 钾 金属活泼性极强,常温接触冷水就剧烈反应,遇到水蒸气会快速燃烧爆炸,生成氢氧化钾和氢气。
2 钠 常温下和冷水剧烈反应,高温水蒸气中可以直接燃烧,生成氢氧化钠和氢气,遇水产生大量热量容易引燃氢气。
3 钙 常温可以和冷水缓慢反应,高温水蒸气反应速度明显加快,生成氢氧化钙和氢气。
第二类 常温不和冷水反应,高温水蒸气条件下才反应的金属
1 镁 常温几乎不和冷水反应,热水能缓慢反应。镁在高温水蒸气中可以燃烧,生成氧化镁和氢气。
2 铁 常温下铁和水几乎不反应,红热的铁和高温水蒸气发生反应,生成四氧化三铁和氢气,这也是课本经典实验。
3 锌 红热状态的锌可以和水蒸气反应,生成氧化锌和氢气,反应温和程度高于铁。
4 铝 铝表面有一层致密氧化膜,常温不与水反应,去除氧化膜之后,高温条件下可以和水蒸气反应生成氧化铝和氢气。
第三类 几乎不能和水蒸气反应的金属
铜银金铂这类金属化学性质稳定,就算高温水蒸气环境,也很难发生化学反应。
反应判断简易清单
1 金属活动性排在镁以及镁前面的金属,大多可以和水或者水蒸气发生反应。
2 铁锌这类中等活泼金属,必须高温水蒸气才能发生反应,常温纯水很难反应。
3 铜以及铜之后的不活泼金属,一般不与水蒸气反应。
4 反应产物大多是金属氧化物加上氢气,碱金属会生成对应的氢氧化物。
【常见问题】
问题 1 铁是可以和水蒸气反应的金属,反应需要什么条件
回答 1 铁是可以和水蒸气反应的金属,需要把铁烧至红热状态,通入高温水蒸气才能发生反应,常温下铁放在水里只会缓慢生锈,不属于和水蒸气的剧烈化学反应。
问题 2 铝作为可以和水蒸气反应的金属,为什么日常铝锅烧水不会反应
回答 2 铝作为可以和水蒸气反应的金属,铝的表面天然存在一层致密氧化铝薄膜,隔绝水和金属铝,所以日常烧水不会反应,破坏氧化膜之后,高温水蒸气才会和内部铝单质反应。
问题 3 可以和水蒸气反应的金属,反应时都会产生氢气吗
回答 3 大部分可以和水蒸气反应的金属,发生置换反应都会产生氢气,金属失去电子被氧化,水中的氢元素被还原为氢气。
【免责申明】
本内容仅为化学科普,钾钠等活泼金属遇水或水蒸气反应非常危险,会发生燃烧爆炸,禁止自行在家开展相关化学实验。


